重症监护患者早期脓毒症周边血单个核细胞线粒体功能的进展

致命感染中我们细胞“动力工厂”的重要性

脓毒症是一种对感染的危及生命的反应，每年使数十万人成为重症监护（ICU）患者，并在全球造成数百万死亡。医生知道脓毒症会导致多器官功能衰竭，但位于免疫细胞内那些微小“发电厂”——线粒体——的隐性作用较难确定。本研究随访了ICU内的脓毒症患者在重症监护的第一周内的情况，观察关键外周血免疫细胞的能量产生如何随时间变化，以及这些变化是否与生存率相关。

观察脓毒症时血液内部的情况

研究者将注意力集中在外周血单个核细胞（PBMCs）上，这是一类主要的白细胞，参与驱动炎症并对抗病原体。由于它们在体内循环并且易于取样，这些细胞是观察免疫系统应对状况的有用窗口。研究团队将荷兰ICU中40名脓毒症或脓毒性休克成人患者与30名在年龄和性别上精心匹配、无脓毒症且代谢上健康的住院对照者进行了比较。对脓毒症患者在ICU入院后两天内、约第3–4天和第5–6天各采血一次，而对照组仅采样一次。从每份样本中，研究者分离出免疫细胞，将其置于标准化的营养溶液中，并在不同条件下测量它们线粒体的耗氧速率，这是细胞“发电厂”工作强度的直接读数。

免疫细胞引擎处于高负荷运转

与脓毒症会简单地“关闭”细胞能量产生的观点相反，研究发现免疫细胞中的线粒体活动在脓毒症患者中持续高于对照组。在所有时间点上，基础呼吸（静息状态下的基础耗氧）均升高。与有效能量产生相关的成分——与ATP相关的呼吸，以及线粒体的最大呼吸能力，也倾向于更高，尤其是在第一周后期。即使是质子泄漏（即燃料在不产能的情况下被消耗的“浪费”呼吸）也有所增加。这些结果共同表明，至少在循环免疫细胞中，能量机械并非停滞，而是处于加速状态，可能反映出被激活的免疫反应所带来的强烈需求。

与更高活动相匹配的基因信号

为了验证这种更高的耗氧率是否在分子水平得到支持，研究者检查了几种编码线粒体关键部件的基因活性。在一组10名脓毒症患者和10名匹配对照的子集中，他们测量了与氧化磷酸化复合体相关的基因表达——这些蛋白复合体将燃料转化为ATP。特别有两种基因，SDHB（复合体II的一部分）和ATP5F1A（复合体V，即ATP合酶的一部分），在脓毒症患者的多个时间点显著更为活跃，较对照组约增加了40–50%。这一核心机械的分子“上调”与功能数据相吻合，加强了免疫细胞线粒体在脓毒症中被推动更努力工作的观点，而非彻底失效。

能量变化与生死结局的关联

最令人警醒的发现是这些线粒体变化与结局的关联。当研究团队比较三个月内的生还者与死亡者时，最初测量时并未见到线粒体功能的明显差异。然而，第一周内变化的方向讲述了不同的故事。在生还者中，免疫细胞的线粒体呼吸趋势上略有下降或保持稳定。而在后来死亡的患者中，同样的指标——基础呼吸、与ATP相关的呼吸、最大呼吸和备用容量——在这一周内进一步上升。统计分析表明，首次与末次测量之间基础呼吸的更强上升与三个月内更高的死亡风险相关，即便在调整了病情严重度评分后依然如此。由于死亡人数有限，作者强调这一关联属于探索性，仍需确认，但它提示免疫细胞中持续上升的代谢驱动可能是一个预警信号。

这对脓毒症患者意味着什么

对非专业读者来说，核心信息是：在早期脓毒症中，循环免疫细胞内的“动力工厂”并非简单地失效；相反，它们似乎进入了过度运转状态。这种额外的努力或许有助于支撑机体早期对感染的抵抗，但在一些患者中这种活动持续上升而非回落，而血液免疫细胞的这种持续过度活跃与较差的存活率相关。该研究尚未证明这种线粒体推动在不同阶段是有益还是有害，或二者兼有，但它强调了脓毒症不仅是感染和炎症的问题，也是机体能量代谢的问题。未来，谨慎监测并可能适度调控这种细胞能量使用，或许可以成为医生评估风险和为ICU中与脓毒症抗争的患者量身定制治疗的一部分。

引用: Moonen, H.P.F.X., Slingerland-Boot, R., de Jong, J.C.B.C. et al. Progression of peripheral blood mononuclear cell mitochondrial function during the early phase of sepsis in intensive care unit patients. Sci Rep 16, 8828 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39202-2

关键词: 脓毒症, 线粒体, 免疫细胞, 危重病, 细胞代谢